专利名称：坡面沟蚀测量器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种裸露或有地表覆盖的土质坡面土壤面蚀和细沟侵蚀量的测量装 置，尤其涉及一种是能测定坡面坡度和坡面沟蚀量的测量器。
背景技术：
目前，常用的测量坡面土壤侵蚀量的装置主要有三类第一类是测尺和地形测针 板，前者是用刻度尺测出细沟不同部位的沟底和沟顶宽度、沟深，按梯形断面计算出细沟侵 蚀量，后者是利用测针结合板上的纸质坐标系记录细沟断面的高程值，利用WindowsSurfer 软件生成细沟的三维立体模型同时计算出土壤侵蚀量；第二类是GPS，利用GPS-RTK实时 动态测量，应用ArcGIS软件生成坡面细沟侵蚀形态的空间分布模型，计算得到沟蚀量；第 三类是三维激光地形扫描仪，应用激光扫描技术对地形进行测量，利用仪器相关软件和 ArcGIS软件生成坡面DEM模型，从而得出沟蚀量。上述现有技术中，第一类仪器操作简便，易于掌握，但是存在测量精度不高或是在 监测中应用中费时较长容易扰动地表影响测定结果等问题，而且地形测针板多用于室内土 壤侵蚀模拟试验，使用范围有限；第二类仪器测量精度虽有所提高，但GPS的分辨率测量坡 面的微地形变化仍存在局限，而且数据获取量大、测量时间较长，后期数据处理较为繁琐； 第三类仪器与前两类相比精度最高，并能直观地反映出细沟侵蚀形态，但是仪器价格昂贵、 控制点设置麻烦，且操作技术难以掌握，在实际工作中难以得到推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种坡面沟蚀测量器，该仪器适用于野外土质坡面沟蚀量的 测量、操作简单、携带方便、可以现场组装拆卸，可以采用数码照相技术快速记录测量数据， 从而使测量精度得到提高，而且后期的数据处理也较为简单。本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明的坡面沟蚀测量器，包括框架，所述框架包括底梁、顶梁，所述底梁和顶梁 的两端分别通过立柱连接，所述框架上装有测针、水准仪、标尺、固定钎和量角器；所述框架上设有滑动横梁，所述滑动横梁的两端分别通过卡子卡在所述框架两侧 的立柱上，能沿所述立柱上下滑动，所述卡子上设有锁紧螺丝；所述测针的上端穿过所述滑动横梁，且所述测针的上端设有挡头，下端插入到所 述框架的下梁中并向下穿出。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的坡面沟蚀测量器，由于框 架上设有滑动横梁，滑动横梁的两端分别通过卡子卡在框架两侧的立柱上，能沿立柱上下 滑动，卡子上设有锁紧螺丝；测针的上端穿过滑动横梁，且测针的上端设有挡头，下端插入 到框架的下梁中并向下穿出。当测量器竖直插入坡面时，利用测针测量坡面土壤细沟侵蚀 量，利用量角器测量坡面坡度。适用于野外土质坡面沟蚀量的测量、操作简单、携带方便、可 以现场组装拆卸，可以采用数码照相技术快速记录测量数据，从而使测量精度得到提高，而且后期的数据处理也较为简单。
图1是本发明坡面沟蚀测量器的正面结构示意图。图2是图1的A向结构示意图；图3是本发明测量坡面细沟侵蚀具体实施例的正视图；图4是本发明测量坡度实施例的侧视图。图中a.铝合金框架，b.固定钎，C.滑动横梁，d.卡子，e.松紧螺丝，f.测针， g.螺帽，h.横向标尺，i.水准仪，j.竖向标尺，k.量角器，1.定位螺栓，m.指针，η.螺丝。
具体实施例方式本发明的坡面沟蚀测量器，其较佳的具体实施方式
如图1、图2所示包括框架，所述框架包括底梁、顶梁，所述底梁和顶梁的两端分别通过立柱连接， 所述框架上装有测针、水准仪、标尺、固定钎和量角器；所述框架上设有滑动横梁，所述滑动横梁的两端分别通过卡子卡在所述框架两侧 的立柱上，能沿所述立柱上下滑动，所述卡子上设有锁紧螺丝；所述测针的上端穿过所述滑动横梁，且所述测针的上端设有挡头，下端插入到所 述框架的下梁中并向下穿出。所述测针上端的挡头可以为螺帽。所述标尺可以包括装于所述顶梁上的横向标尺和装于所述立柱上的竖向标尺。所述量角器可以固定在所述框架的侧面，所述量角器的轴心位置上装有一个能自 由转动并自由下垂的指针。所述框架底部的两端分别设有两个固定钎，所述固定钎与框架通过螺丝连接。所述框架的侧面可以设有定位螺栓，用于与另一个坡面沟蚀测量器连接使用。所述框架可以为铝合金框架或其它金属框架。本发明克服了现有坡面侵蚀测量仪器与实际结果偏差大、应用范围小、仪器成本 高及操纵技术难掌握的不足，适用于野外土质坡面沟蚀量的测量，操作简单，携带方便，可 以现场组装拆卸，采用数码照相技术快速记录测量数据，从而使测量精度得到提高，而且后 期的数据处理也较为简单。本发明依据的科学原理由于降水在坡面上汇集、形成分散的地表径流，在坡面地形的作用下，分散的径流 逐渐汇成股流，冲刷表层土壤，从而在坡面上形成大小不同、深浅不一的细小沟道，即细沟 侵蚀。通过测量侵蚀沟的宽度、深度，计算出侵蚀沟的体积，再根据土壤容重即可得到坡面 细沟侵蚀量。本发明选用铝合金框架作为测量器的主体，框架上连有一个可以上下自由滑动的 横梁，横梁两端带有卡子和松紧螺丝，框架和横梁起固定测针的作用，安装测针之前在框架 底部和横梁上每隔5cm打直径为5mm的孔。测针选用长50cm，直径为5mm的铜质测针，其质 地坚硬、不易变形，且材质较轻，可防止在测量坡面沟蚀时，测针由于自重而插入土中增大 误差。测针一端带有螺母，另一端穿过横梁插入框架底部，通过旋动横梁上的松紧螺丝调节其在框架上的位置并控制测针的使用。测量时，首先将两端螺丝旋松，把横梁推至合适高度 并旋紧螺丝，使测针伸出框架，通过测针插入坡面侵蚀沟的高低来测量侵蚀沟的断面形态; 测量结束后，将横梁推至框架顶部并旋紧螺丝，使测针收回到框架里面。框架顶部装有水准 仪和横向刻度尺，通过水准仪中的气泡位置来检验测量器是否水平，气泡居中时仪器即为 水平，横向刻度尺用来测量侵蚀沟的宽度；底部两端连有固定钎，使测量器在坡面上能够稳 固，保证记录数据时的稳定性，避免因人为干扰造成误差，固定钎与框架用螺丝连接，能够 拆卸；框架侧面装有量角器、竖向刻度尺和定位螺栓，量角器用来测量坡面的坡度，当测量 器垂直插入坡面时，量角器指针和盘上90°刻度线所成的夹角即为坡度，同时也可用来检 验测针插入坡面时是否竖直，当指针指向90°刻度线时，测针竖直，避免了测量误差。竖向 刻度尺在测量沟深时记录测针的出露长度，得到侵蚀沟的深度。定位螺栓可以把两个或多 个测量器串连起来使用，保证测量器连接成一个整体，测量器可以在现场组合拆分，根据坡 面宽度选择单个或多个测量器并用，方便省时、扩大了使用范围。记录数据时，利用数码照 相机从正面对准测量器进行拍照，拍摄角度与测量器垂直，避免记录误差，之后使用图形图 像处理软件AutoCAD或Photoshop对照片内测针出露的实际长度进行判定，根据照片内竖 向标尺长度与实际长度比例，计算照片内测针出露长度对应的实际长度，从而提高数据记 录的速度，使测量精度和实地工作的效率得到提高。本发明的有益效果是，在野外携带方便、拆卸容易、操作简单、易于掌握，能够快速 地测量坡面坡度和坡面沟蚀量，采用数码照相技术记录数据，加快了测量记录速度，从而提 高了测量精度和工作效率。下面结合附图和实例对本发明进一步说明。由铝合金框架、测针、水准仪、标尺、量角器、定位螺栓六部分组成。
具体实施例方式在图1和图2中，铝合金框架(a)是坡面沟蚀测量器的主体，固定钎(b)通过固定 螺丝(η)与其底部连接，插入坡面使测量器固定，滑动横梁(c)两端带有卡子(d)，套在铝合 金框架(a)上可上下滑动，通过调节上面的松紧螺丝(e)，可使滑动横梁在框架上任意位置 固定。测针(f)上端连有螺帽(g)，下端穿过滑动横梁后插入框架中。框架上端连有横向刻 度尺(h)和水准仪(i)，左侧连有量角器(k)和竖向刻度尺(j)，量角器中心位置有一个自 由旋转的指针(m)。框架右侧有两个定位螺栓(1)，可以连接另一个测量器。在图3、图4所示实施例中，首先用皮尺标示坡面上的测量断面，按断面逐个进行 测量，两个测量器通过框架(a)侧面的两个定位螺栓(1)连接在一起，使用时将固定钎(b) 插入坡面，移动框架使上端水准仪(i)的气泡居中，仪器即为水平。测量时，调节滑动横梁 (c)两端上的松紧螺丝(e)，使横梁固定在框架(a)上且处于同一水平位置，测针(f)自由 下落至坡面的细沟中，通过横向标尺(h)和竖向标尺(j)记录每条细沟的宽度和深度，也可 以利用数码照相机进行拍照，记录结果。在图4所示实施例中，将固定钎(b)垂直插入坡面，使其底部与坡面平行，框架(a) 侧面量角器(k)上的指针(m)自由下垂，指针(m)与量角器上90°刻度线所成的夹角α即 为坡面坡度。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种坡面沟蚀测量器，包括框架，所述框架包括底梁、顶梁，所述底梁和顶梁的两端分别通过立柱连接，其特征是所述框架上装有测针、水准仪、标尺、固定钎和量角器；所述框架上设有滑动横梁，所述滑动横梁的两端分别通过卡子卡在所述框架两侧的立柱上，能沿所述立柱上下滑动，所述卡子上设有锁紧螺丝；所述测针的上端穿过所述滑动横梁，且所述测针的上端设有挡头，下端插入到所述框架的下梁中并向下穿出。
2.根据权利要求1所述的坡面沟蚀测量器，其特征是所述测针上端的挡头为螺帽。
3.根据权利要求2所述的坡面沟蚀测量器，其特征是所述标尺包括装于所述顶梁上 的横向标尺和装于所述立柱上的竖向标尺。
4.根据权利要求3所述的坡面沟蚀测量器，其特征是所述量角器固定在所述框架的 侧面，所述量角器的轴心位置上装有一个能自由转动并自由下垂的指针。
5.根据权利要求4所述的坡面沟蚀测量器，其特征是所述框架底部的两端分别设有 两个固定钎，所述固定钎与框架通过螺丝连接。
6.根据权利要求5所述的坡面沟蚀测量器，其特征是所述框架的侧面设有定位螺栓， 用于与另一个坡面沟蚀测量器连接使用。
7.根据权利要求1至6任一项所述的坡面沟蚀测量器，其特征是所述框架为铝合金 框架。
全文摘要
本发明公开了一种坡面沟蚀测量器，它是在金属框架上连一个可上下滑动的横梁，测针一端带有螺帽，另一端穿过横梁后从框架中伸出。框架上端带有水准仪和横向标尺，下端连有两个可插入坡面的固定钎。框架一侧带有竖向标尺和量角器，另一侧连有两个定位螺栓，可与另一个测量器并联使用。当测量器竖直插入坡面时，利用测针测量坡面土壤细沟侵蚀量，利用量角器测量坡面坡度。适用于野外土质坡面沟蚀量的测量、操作简单、携带方便、可以现场组装拆卸，可以采用数码照相技术快速记录测量数据，从而使测量精度得到提高，而且后期的数据处理也较为简单。
文档编号G01B5/00GK101886904SQ201010201948
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月10日 优先权日2010年6月10日
发明者关枫, 杨剑宾, 杨建英, 王福常, 石丽丽, 赵廷宁, 赵强, 赵方莹, 韩煜, 骆汉, 高俊, 齐锋 申请人:北京林业大学